Il LaserDisc (LD) è un formato home video e il primo supporto di memorizzazione su disco ottico commerciale, inizialmente concesso in licenza, venduto e commercializzato come MCA DiscoVision (noto anche semplicemente come “DiscoVision”) negli Stati Uniti nel 1978. A differenza della maggior parte degli standard per dischi ottici, LaserDisc non è completamente digitale e richiede invece l’uso di segnali video analogici. Ma cosa c’entra con i cabinati arcade? Con calma, adesso ci arriviamo!

Sebbene il formato fosse in grado di offrire video e audio di qualità superiore rispetto a supporti direttamente concorrenti come videocassette VHS e Betamax, LaserDisc non è mai riuscito a ottenere larga diffusione in Nord America, in gran parte a causa dei costi elevati per i lettori e dei titoli video stessi e dell’impossibilità di registrare programmi TV. Alla fine, anche grazie ai videogiochi, ha guadagnato un po’ di popolarità in quella regione ed è diventato alquanto popolare negli anni ’90.

 

 

Al contrario, il formato era molto più popolare in Giappone e nelle regioni più ricche del sud-est asiatico, come Singapore e Malesia, ed era il mezzo di noleggio video prevalente a Hong Kong negli anni ’90. La sua qualità video e audio superiore lo ha reso una scelta popolare tra gli appassionati di cinema durante la sua vita operativa. Le tecnologie e i concetti alla base di LaserDisc sono stati la base per i successivi formati di dischi ottici, inclusi Compact Disc (CD), DVD e Blu-ray (BD). In Europa e Australia, tuttavia, è sempre rimasto molto di nicchia e moltissime persone non sanno nulla della sua esistenza.

Un po’ di storia

La tecnologia di registrazione video ottica, che utilizza un disco trasparente è stata inventata da David Paul Gregg e James Russell nel 1963 (e brevettata nel 1970 e nel 1990). I brevetti Gregg furono acquistati da MCA nel 1968. Nel 1969 Philips aveva sviluppato un videodisco in modalità riflettente, che presenta vantaggi rispetto alla modalità trasparente. MCA e Philips decisero quindi di unire i loro sforzi e mostrarono il videodisco al pubblico nel 1972.

 

 

LaserDisc è uscito per la prima volta sul mercato americano l’11 dicembre 1978, due anni dopo l’introduzione del videoregistratore VHS e quattro anni prima dell’introduzione del CD (che si basa sulla tecnologia dei dischi laser). Inizialmente concesso in licenza, venduto e commercializzato come MCA DiscoVision (noto anche semplicemente come DiscoVision) nel 1978, la tecnologia era precedentemente denominata internamente come Optical Videodisc System, Reflective Optical Videodisc, Laser Optical Videodisc e Disco-Vision, con i primi lettori che si riferiscono al formato con la dicitura Video Long Play.

Pioneer Electronics ha successivamente acquistato la quota di maggioranza del formato e lo ha commercializzato sia come LaserVision (nome del formato) che come LaserDisc (marchio) nel 1980, con alcune versioni che riportano la dicitura Laser Videodisc. Philips ha prodotto i lettori mentre MCA ha prodotto i dischi. La collaborazione Philips-MCA non ha avuto successo ed è stata interrotta dopo alcuni anni. Molti degli scienziati responsabili delle prime ricerche (Richard Wilkinson, Ray Dakin e John Winslow) fondarono la Optical Disc Corporation (ora ODC Nimbus).

Se vi state chiedendo che differenza ci sia con i celebri CD, eccovi accontentati:

 

 

Il LaserDisc è stato lanciato in Giappone nell’ottobre 1981 ed è uscito di produzione a livello mondiale nel 2009, con un totale di circa 3,6 milioni di lettori LaserDisc venduti. Nel 1984, Sony ha introdotto un formato LaserDisc in grado di archiviare qualsiasi forma di dati digitali, come dispositivo simile al CD-ROM e con un’ampia capacità di archiviazione di 3,28 GB, paragonabile al formato DVD-ROM successivo.

Caratteristiche Tecniche

Un LaserDisc per home video standard ha un diametro di 30 cm (12 pollici) ed è composto da due dischi di alluminio “single-sided” rivestiti di plastica. Sebbene simili nell’aspetto ai compact disc o ai DVD, i primi LaserDisc utilizzavano video analogico archiviato nel dominio composito (avente una larghezza di banda video e una risoluzione approssimativamente equivalenti al formato videocassetta di tipo C da 1 pollice (25 mm)) con audio stereo FM analogico e PCM audio digitale. I dischi successivi utilizzavano D-2 invece della videocassetta di tipo C per il mastering. Il LaserDisc al suo livello più basso era già inciso come una serie di “pozzi” e “terre”, proprio come lo sono oggi i CD, i DVD e i dischi Blu-ray. Uno spazio tra i “pozzi” è chiamato “terra”. Un cambiamento da una fossa a una terra o da una terra a una fossa è un “1” nei dati binari, mentre nessun cambiamento è uno “0”.

 

 

Su un LaserDisc, l’informazione è codificata come modulazione di frequenza analogica ed è contenuta nelle lunghezze e nella spaziatura dei box. Una frequenza portante è modulata dal segnale video in banda base (e dalle colonne sonore analogiche). In una visione semplificata, le parti positive di questo segnale a frequenza variabile possono produrre terre e le parti negative possono essere i pozzi, il che si traduce in una proiezione del segnale FM lungo la traccia sul disco. Durante la lettura, la portante FM può essere ricostruita dalla successione dei bordi della fossa e demodulata per estrarre il segnale video originale (in pratica, la selezione tra parti della fossa e della terra utilizza l’intersezione della portante FM con una linea orizzontale avente un offset dallo zero asse, per considerazioni di rumore). Se è presente il suono PCM, la sua forma d’onda, considerata come un segnale analogico, può essere aggiunta alla portante FM, che modula l’ampiezza dell’intersezione con la soglia orizzontale. Di conseguenza, lo spazio tra i centri dei box rappresenta essenzialmente il video (come frequenza) e le lunghezze dei box codificano per le informazioni sul suono PCM. I primi LaserDisc presenti nel 1978 erano interamente analogici, ma il formato si è evoluto per incorporare il suono stereo digitale in formato CD (a volte con un’uscita TOSlink o coassiale per alimentare un DAC esterno) e successivamente formati multicanale come Dolby Digital e DTS.

Poiché la codifica digitale e gli schemi di compressione non erano disponibili o non erano pratici nel 1978, sono stati utilizzati tre formati di codifica basati sulla velocità di rotazione:

• CAV
• CLV
• CAA

I dischi CAV “Constant Angular Velocity”, supportavano diverse caratteristiche uniche come il fermo immagine, movimento lento variabile e reverse. I dischi CLV “Constant Linear Velocity” o “Extended Play” non avevano le stesse peculiarità del CAV ma offrivano solo una semplice riproduzione. I dischi CAA “Constant Angular Acceleration” furono introdotti da Pioneer a causa di problemi con la distorsione del crosstalk sui LaserDisc CLV. CAA è molto simile a CLV, tranne per il fatto che la CAA varia la rotazione angolare del disco in passi controllati invece di rallentare gradualmente con un ritmo lineare costante mentre viene letto un disco CLV. La codifica CAA ha notevolmente migliorato la qualità dell’immagine e ha ridotto notevolmente il crosstalk e altri problemi di tracciamento, pur essendo completamente compatibile con i lettori esistenti.

 

 

Per quanto riguarda l’audio, sappiate che i formati Dolby Digital (AC-3) e DTS, ora comune nelle versioni DVD, sono usciti per la prima volta su LaserDisc e il film “Star Wars: Episodio I – La Minaccia Fantasma” uscito nel 1999 su LaserDisc in Giappone è tra i le prime versioni home video in assoluto a includere Dolby Digital EX Surround a 6.1 canali, insieme ad alcune altre uscite dal 1999 al 2001. A differenza dei DVD, che trasportano l’audio Dolby Digital in forma digitale, i LaserDisc memorizzano il Dolby Digital in una forma modulata in frequenza all’interno di una traccia normalmente utilizzata per l’audio analogico. L’estrazione del Dolby Digital da un LaserDisc richiedeva un lettore dotato di una speciale uscita “AC-3 RF” e un demodulatore esterno oltre a un decoder AC-3. Il demodulatore era necessario per convertire le informazioni AC-3 modulate a 2,88 MHz sul disco in un segnale a 384 kbit/s che il decoder potesse gestire.

LaserDisc nei videogiochi

Come ampiamente previsto, LaserDisc venne impiegato anche nell’industria videoludica. Sì, perché LaserDisc si era già fatto strada nel campo delle applicazioni interattive per l’educazione e, per questo motivo, il passaggio ai videogiochi fu quasi automatico. Su questi presupposti, si basa la nascita dei LaserGame. Il problema principale, oltre al costo decisamente superiore rispetto ai supporti per i videogiochi tradizionali, era dato dal fatto che un videogioco è ben diverso da una pellicola cinematografica. Prima di tutto, è necessario il supporto all’accesso rapido casuale, ovvero la possibilità di saltare istantaneamente da un punto all’altro della registrazione. Sì, perché a differenza di un videogioco tradizionale, in un LaserGame il giocatore non muove veramente  sullo schermo attraverso l’I/O, ma le scene possibili sono già tutte registrate sul disco, e le azioni impartite dal giocatore sui comandi non fanno altro che far partire l’una o l’altra scena.

 

 

Rispetto ai videogiochi tradizionali, la qualità dei LaserGame era qualcosa di inimmaginabile, poiché essi avevano qualità cinematografica. I limiti, oltre al prezzo, erano dati dalla limitatezza di opzioni a disposizione del giocatore e dai costi di sviluppo: in media, progettare e realizzare un LaserGame costava tre volte tanto un videogioco tradizionale. I titoli passati alla storia, però, non mancano: Dragon’s Lair della Cinematronics fatto in collaborazione con la Don Bluth Animation ottenne in America un successo equivalente a quello di Pac Man. Altri titoli degni di nota sono Interstellar della Funai/Gakken, Space Ace della Starcom, Badlands della Konami e Cliff Hanger. Quest’ultimo nasconde una curiosità: molti di voi penseranno a qualcosa che verrà poi ripreso da Sylverster Stallone per il suo celeberrimo film. E invece no! Cliff Hanger pubblicato nel 1983 da Stern Electronics si basa su storie e sequenze di Lupin III – La pietra della saggezza e Il Castello di Cagliostro.

Oltre ai LaserGame di derivazione cinematografica, iniziarono a circolare i LaserGame ibridi: non si basano solo e unicamente su video registrati sul supporto, ma hanno una parte video destinata solo agli sfondi animati o alle cut-scene, mentre tutto ciò che riguarda gli elementi veri e propri a disposizione del giocatore, sono gestiti dal computer come in un videogame classico. La maggior parte di questi giochi venne immessa in commercio su cabinato dedicato, con tutti i problemi che abbiamo elencato nei precedenti articoli. Alcuni LaserGame ebbero diffusione “casalinga”, ma il fatto di dover acquistare dei lettori di LaserDisc espressamente concepiti per i videogames, ne limitò fortemente la diffusione.

 

 

I problemi che hanno causato il definitivo declino

Nonostante i vantaggi rispetto alla tecnologia concorrente dell’epoca (vale a dire VHS e Betamax), dobbiamo tener presente che, con un peso di circa 250 grammi, e un diametro di 30 cm, questi supporti erano più inclini a danneggiarsi di un nastro VHS se maneggiato in modo errato e, i produttori, non commercializzavano unità LD con capacità di registrazione adatte all’utilizzo del consumatore medio. Inoltre, a causa delle loro dimensioni, richiedevano uno sforzo meccanico maggiore per far girare i dischi alla velocità corretta, con conseguente generazione di molto più rumore rispetto ad altri supporti. Non proprio il massimo per un impiego domestico su larga scala.

Il segnale video analogico era piuttosto dispendioso in termini di spazio su LaserDisc, e ha limitato la durata della riproduzione a 30/36 minuti (CAV NTSC/PAL) o 60/64 minuti (CLV NTSC/PAL) per lato. Il motivo è da ricercare nel rifiuto del produttore dell’hardware di ridurre il numero di righe e la larghezza di banda per un maggiore tempo di riproduzione (i nastri VHS hanno una larghezza di banda video di 3 MHz, mentre LaserDisc conserva l’intera larghezza di banda e risoluzione di 6 MHz utilizzate nelle trasmissioni NTSC).

Al termine della riproduzione di un lato, era necessario capovolgere un disco per continuare a guardare un film e alcuni titoli arrivavano a riempire due o più dischi, a seconda della durata del film e dell’inclusione o meno di funzioni speciali. Molti lettori, in particolare le unità costruite dopo la metà degli anni ’80, erano in grado di “capovolgere” i dischi automaticamente ruotando il pickup ottico sull’altro lato del disco, ma questa operazione era ovviamente accompagnata da una pausa nel film durante il cambio lato. E, a questo, dobbiamo eggiungere i problemi di affidabilità derivanti da un movimento meccanico della testina.

 

 

Nel caso in cui il film fosse stato più lungo di quanto potesse essere memorizzato su due lati di un singolo disco, durante la riproduzione era necessario passare manualmente a un secondo disco (un’eccezione a questa regola era costituita dal Pioneer LD-W1, che presentava il capacità di caricare due dischi e di riprodurre ciascun lato per poi passare alla riproduzione di ciascun lato dell’altro disco). Inoltre, i fotogrammi statici perfetti e l’accesso casuale ai singoli fotogrammi statici erano caratteristiche limitate solo ai dischi CAV più costosi, che avevano un tempo di riproduzione di circa 30 minuti per lato. Negli anni successivi, Pioneer e altri produttori hanno superato questa limitazione incorporando un buffer di memoria digitale.

Le informazioni analogiche codificate su LaserDisc non prevedevano alcuna forma di checksum integrato o correzione degli errori. Per questo motivo, bastava un leggero strato di polvere o graffi sulla superficie del disco per causare errori di lettura che generavano vari problemi di qualità video sotto forma di artefatti, righe, esplosioni di immagini statiche o interruzioni momentanee dell’immagine. Al contrario, le informazioni in formato digitale MPEG-2 utilizzate sui DVD hanno una correzione degli errori incorporata che assicura che il segnale di un disco danneggiato rimanga identico a quello di un disco perfetto fino a quando il danno alla superficie del disco impedisce al laser di essere in grado di identificare i dati utilizzabili. Inoltre, i video LaserDisc potevano presentare un problema noto come “diafonia“. Il problema si verificava quando il gruppo del pickup ottico laser all’interno del lettore non era perfettamente allineato o perché il disco è danneggiato e/o eccessivamente deformato, ma potrebbe verificarsi anche con un lettore correttamente funzionante e un disco nuovo di fabbrica, a seconda dell’impianto elettrico e problemi di allineamento meccanico.

Se vi siete persi le puntate precedenti della rubrica sul Cabinato Arcade, potete trovarle qui:

• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol I: Brainstorming!
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol II: Il Sistema Operativo
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol III: Il JAMMA
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol IV: Scheda o Cartuccia?
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol V: 4:3 VS 16:9
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol VI: L’era analogica
• Cabinato Arcade Raspberry Pi Vol VIII: Le Connessioni